KR100574058B1 - 웨이퍼 베이크 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 웨이퍼 베이크 장치는, 웨이퍼 승강유닛과 연동하여 움직이면서 웨이퍼와 가열 플레이트 사이에 소정의 공기 유동을 유발시키는 공압 실린더 구조의 공기유동조절유닛을 포함한다. 이에 의하면, 베이킹위치로의 웨이퍼 안착시 웨이퍼와 가열 플레이트 사이에 존재하는 공기의 하강 유동에 의해 웨이퍼가 공기 저항을 받지 않으므로 웨이퍼의 위치 틀어짐을 방지할 수 있고, 또, 베이킹 완료된 웨이퍼가 언로딩위치로 상승될 때 가열 플레이트와 웨이퍼 사이에 존재하는 공기의 상승 유동에 의해 웨이퍼가 지지되므로 웨이퍼의 변형도 방지할 수 있다.
웨이퍼, 베이크, 가열플레이트, 지지유닛, 공압

Description

웨이퍼 베이크 장치{Wafer bake apparatus}
도 1은 일반적인 웨이퍼 베이크 장치의 개략도,
도 2는 도 1에 나타낸 웨이퍼 베이크 장치에서 웨이퍼가 베이킹 위치에 안착되는 상태를 보인 도면,
도 3은 베이킹 완료된 도 2의 웨이퍼가 언로딩 위치로 이동되는 것을 보인 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 베이크 장치를 개략적으로 나타낸 도면,
도 5는 도 4에 나타낸 웨이퍼 베이크 장치에서 웨이퍼가 베이킹 위치에 안착된 상태를 보인 도면,
도 6은 베이킹 완료된 도 5의 웨이퍼가 언로딩 위치로 이동된 상태를 보인 도면,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 웨이퍼 베이크 장치에서 웨이퍼가 베이킹 위치에 안착된 상태를 보인 도면, 그리고,
도 8은 베이킹 완료된 도 7의 웨이퍼가 언로딩 위치로 이동된 상태를 보인 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10; 공정챔버 11; 커버
20; 가열 플레이트 30; 웨이퍼 승강유닛
100; 공기유동조절유닛 110; 실린더
120; 피스톤
본 발명은 웨이퍼 베이크 장치에 관한 것이다.
일반적으로 웨이퍼 베이크 장치는 웨이퍼 상에 도포된 포토레지스트의 용제를 휘발시키기 위한 것이다.
반도체 제작 공정은 크게 세정공정, 열처리공정, 불순물도입공정, 박막 형성공정, 리소그래피공정, 평탄화공정으로 구성된다. 이 중 상기 리소그래피 공정은 포토레지스트를 도포하는 공정으로 시작해 패턴 노광, 현상, 에칭, 포토레지스트 제거에 이르는 일련의 프로세스이다. 상기 패턴 노광은 레이클이라 불리는 마스크 기판에 의해 웨이퍼 표면에 필요로 하는 패턴을 축소 투영 전사시킨다. 이 공정은 모든 프로세스 기술의 중심이며, 반도체 공장에서도 가장 많은 금액의 투자를 필요로 하는 장치이다. 패턴 형성 후에는 에칭 공정이 수반되며 형성된 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 처리할 수 있다.
이와 같이 웨이퍼 상에 패턴 형성을 위한 포토레지스트를 도포하기 전에는 웨이퍼 표면에 존재하는 수분을 제거하여야 하는데, 일반적으로 수분 제거를 위해 웨이퍼를 소정 온도로 가열한다. 도 1은 웨이퍼를 소정 온도로 가열하기 위한 웨이퍼 베이크 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 일반적인 웨이퍼 베이크 장치는 공정챔버(1), 가열 플레이트(2), 웨이퍼(W)를 베이킹위치 및 언로딩위치로 이동시키는 웨이퍼 승강유닛(3)을 포함한다. 웨이퍼(W)는 베이킹위치에서 상기 가열 플레이트(2)에 마련된 다수의 프록시머티(4) 위에 안착된다. 상기 공정챔버(1)는 커버(5)를 구비하며, 웨이퍼 승강유닛(3)은 상기 가열 플레이트(2)에 형성된 다수의 관통공(2a)에 삽입되는 승강핀(3a)을 구비한다.
이와 같은 웨이퍼 베이크 장치에서 웨이퍼(W)는 도시되지 않은 로봇에 의해 가열 플레이트(2)의 상부로 돌출되어 있는 승강핀(3a)에 올려지며, 이와 같은 상태에서 웨이퍼 승강유닛(3)이 하강함으로써 웨이퍼(W)가 베이킹위치, 즉 가열 플레이트(2)의 프록시머티(proximity)(5) 위에 안착된 상태로 웨이퍼 베이킹이 이루어진다(도 2 참조).
베이킹이 완료된 상기 웨이퍼(W)는 도 3에서 보는 바와 같이, 웨이퍼 승강유닛(3)에 의해 상승하는 승강핀(3a)들에 의해 언로딩위치로 이동되며, 이 언로딩위치에서 도시되지 않은 로봇에 의해 언로딩된다.
상기와 같은 일반적인 웨이퍼 베이크 장치는, 웨이퍼의 크기가 커지고 가열플레이트(2)와 웨이퍼(W) 사이의 간격이 100㎛ 이하로 유지되면서 웨이퍼 승강유닛(3)에 의한 웨이퍼(W)의 업/다운시 외부 공기 저항으로 웨이퍼 이송 불량 및 파손이 발생될 우려가 있다.
즉, 도 2에서 보는 바와 같이, 웨이퍼(W)를 베이킹위치로 안착시킬 때 가열 플레이트(2)와 웨이퍼(W) 사이의 공기 저항으로 인해 웨이퍼의 안착위치가 틀어질 수 있으며, 또한, 도 3에서 보는 바와 같이, 베이킹 완료된 웨이퍼(W)를 언로딩위치로 이동시킬 때, 웨이퍼(W) 상부의 공기 저항으로 인해 웨이퍼가 변형될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 가열 플레이트에 대한 웨이퍼 업/다운시 웨이퍼 주변의 공기 유동을 조절함으로써 주변 공기 저항으로 인한 웨이퍼 안착시의 위치 틀어짐 및 웨이퍼 변형 등을 방지할 수 있는 웨이퍼 베이크 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 웨이퍼 베이크 장치는, 공정챔버; 상기 공정챔버 내에 설치되며, 상하로 관통된 수개의 관통공이 적소에 형성된 웨이퍼 가열 플레이트; 웨이퍼를 상기 가열 플레이트에 근접된 베이킹위치와 상기 가열 플레이트로부터 이격된 언로딩위치로 승강시키는 웨이퍼 승강유닛; 및 상기 웨이퍼 승강유닛에 의한 웨이퍼 업/다운시 웨이퍼 주변의 공기 저항을 줄이기 위한 공기 유동을 유발시키는 공기유동조절유닛;을 포함한다.
상기 공기유동조절유닛은, 상기 가열 플레이트의 적소에 상하로 관통형성되며, 소정 체적을 가지는 적어도 하나의 실린더; 및 상기 실린더를 따라 상하 이동하면서 상기 가열 플레이트와 웨이퍼 사이의 공기 유동을 조절하는 피스톤;을 포함 한다.
상기 피스톤은 상기 웨이퍼 승강유닛의 동작에 연동하여 상하 이동하도록 구성되는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는 상기 피스톤은 상기 웨이퍼 승강유닛과 일체로 구성되는 것이 좋다.
또, 상기 피스톤의 최대 상승위치와 하강 위치는 상기 실린더 내에 존재하는 것이 좋다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 공정챔버는 개폐 가능한 커버를 구비한다.
또한, 상기 웨이퍼 베이킹위치는 상기 가열 플레이트로부터 70∼100㎛ 정도 이격된 위치이며, 상기 가열 플레이트는 상기 간격을 유지시키기 위한 다수의 프록시머티를 구비한다.
또한, 상기 웨이퍼 승강유닛은 상기 가열 플레이트의 관통공에 상하 이동 가능하게 배치되는 다수의 승강핀을 포함한다.
이에 의하면, 웨이퍼 승강유닛과 연동하여 움직이면서 웨이퍼와 가열 플레이트 사이에 소정의 공기 유동을 유발시키는 공압 실린더 구조의 공기유동조절유닛을 구비하기 때문에, 베이킹위치로의 웨이퍼 안착시 위치 틀어짐 및 언로딩위치로의 웨이퍼 이동시 웨이퍼의 변형 등을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 함께 설명한다.
도 4는 본 발명에 의한 웨이퍼 베이크 장치를 간략하게 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 웨이퍼 베이크 장치는 공정챔버(10), 가열 플레이트(20), 웨이퍼 승강유닛(30) 및 공기유동조절유닛(100) 등을 포함한다.
상기 공정챔버(10)는 개폐 가능한 커버(11)를 구비하며, 베이킹 공정에 필요한 분위기, 즉 열이 외부로 방출되는 것을 방지하기 위하여 밀폐되는 등의 공정 분위기를 조성한다.
상기 가열 플레이트(20)는 상기 공정챔버(10) 내에 설치되며, 상하로 관통된 수개의 관통공(22)이 적소에 설치된다. 상기 가열 플레이트(20)에는 미도시된 다수의 가열체가 내설되어 있으며, 그 상부면(21)에는 상기 웨이퍼(W)를 베이킹위치로 지지하는 프록시머티(proximity, 23)가 구비된다. 상기 베이킹위치는 상기 가열 플레이트(20)로 부터 70~100㎛ 정도 이격된 위치이다.
상기 웨이퍼 승강유닛(30)은 상기 웨이퍼(W)를 상기 가열 플레이트(20)에 근접된 베이킹위치와 상기 가열 플레이트(20)로부터 이격된 언로딩위치로 승강시키는 것으로 상기 관통공(22)에 삽입되는 승강핀(31)을 구비한다.
상기 공기유동조절유닛(100)은 실린더(110)와 피스톤(120)을 포함한다.
상기 실린더(110)는 상기 가열 플레이트(20)의 적소에 상하로 관통형성되는 것으로, 소정 체적을 가진다. 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 실린더(110)는 복수개가 상기 관통공(22) 보다 상기 가열 플레이트(20)의 중심에 근접된 위치에 각각의 실린더(110)가 일정 간격으로 이격되도록 형성되는 것이 좋다.
상기 피스톤(120)은 상기 실린더(110)를 따라 상하 이동하면서 상기 가열 플레이트(20)와 웨이퍼(W) 사이의 공기유동을 조절한다. 상기 피스톤(120)은 상기 웨 이퍼 승강유닛(30)의 동작에 연동되어 상하 이동된다. 상기 피스톤(120)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼 승강유닛(30)과 일체로 구성될 수도 있고, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 상기 웨이퍼 승강유닛(30)과 개별적으로 구성될 수도 있다.
상기 피스톤(120)의 최대 상승위치와 하강위치는 상기 실린더(110) 내에 존재하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 피스톤(120)의 최대 상승위치는 상기 가열 플레이트(20)의 상부면(21)을 넘지 않도록 하는 것이 좋으며, 상기 피스톤(120)의 최대 하강위치는 상기 가열 플레이트(20) 하부면을 넘지 않도록 하는 것이 좋다.
이하, 본 발명에 의한 웨이퍼 베이크장치의 동작을 도 4 내지 도 8과 함께 설명한다.
웨이퍼(W)가 생산되면, 생산과정에서 잔류되었을 수 있는 수분 등을 제거하기 위해 고온으로 가열하는 공정을 필요로 한다. 이를 위해 미도시된 로봇이 생산된 웨이퍼(W)를 파지하여, 공정챔버(10) 위로 이송한다.
상기 로봇에 의해 이송된 웨이퍼(W)는 도 5에 도시된 바와 같이 커버(11, 도 4 참조)가 개방된 공정챔버(10) 위에서 상기 가열 플레이트(20) 위에 일정 높이로 돌출된 상기 승강핀(31)에 놓여져 지지된다. 상기 승강핀(31) 위에 올려진 상기 웨이퍼(W)는 상기 승강핀(31)의 하강동작에 따라 하강하면서, 상기 상부면(21)에 돌출 형성된 프록시머티(23) 위에 안착된다. 이 때, 상기 웨이퍼(W)가 하강하면서, 웨이퍼(W)와 가열 플레이트(20) 사이의 공기를 밀어내는데, 상기 웨이퍼(W)가 하강 하면서 밀어내는 공기는 상기 실린더(110) 내부에서 하강하는 피스톤(120)의 하강 동작에 의해 상기 실린더(110) 내부로 유입된다. 따라서, 베이킹위치로 웨이퍼(W)가 안착될 때, 웨이퍼(W)에 공기저항이 작용하지 않으므로, 웨이퍼(W)의 위치 틀어짐이 발생되지 않는다.
또한, 피스톤(120)의 하강에 의해 상기 실린더 내부로 공기가 흡입되면서 상기 웨이퍼(W)와 가열 플레이트(20) 사이의 기압이 상기 웨이퍼(W) 상부측의 기압에 비해 낮아지기 때문에, 상기 웨이퍼(W) 상부측의 공기가 상기 웨이퍼(W)를 눌러준다. 따라서, 웨이퍼(W)는 상기 승강핀(31)에 밀착된 상태로 하강하기 때문에, 예정된 프록시머티(23) 위에 설정된 베이킹위치에 정확하게 안착될 수 있다.
그리고, 상기 웨이퍼(W)의 베이킹이 종료되면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 승강핀(31)이 상승하면서 상기 웨이퍼(W)를 언로딩 위치로 이동시킨다. 이 때, 상기 피스톤(120)은 상기 웨이퍼 승강유닛(30)의 상승동작에 연동되어 함께 상승한다. 그러면, 상기 실린더(110) 내부의 공기는 상기 피스톤(120)에 의해 밀려 나가면서, 상기 웨이퍼(W)의 중심 부근에 압력을 가하게 된다.
이처럼 상기 실린더(110)에서 배출되는 공기에 의해 상기 웨이퍼(W)의 중심 부근에 작용하는 압력은, 상기 웨이퍼(W)가 상기 승강핀(31)에 의해 상승할 때, 상기 웨이퍼(W)의 상측에 위치한 공기저항과 대응되므로, 공기저항에 의해 상기 웨이퍼(W)가 변형되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 도 7 및 도 8에는 본 발명의 다른 실시예로서 상기 피스톤(120)이 상기 웨이퍼 승강유닛(30)과 개별적으로 승강될 수 있음을 나타낸 것으로 동작의 원리나 효과는 앞서 설명한 바와 같다.
이상과 같은 본 발명에 의하면, 웨이퍼 승강유닛과 연동하여 움직이면서 웨이퍼와 가열 플레이트 사이에 소정의 공기 유동을 유발시키는 공압 실린더 구조의 공기유동조절유닛을 구비하기 때문에, 베이킹위치로의 웨이퍼 안착시 위치 틀어짐 및 언로딩위치로의 웨이퍼 이동시 웨이퍼 변형 등을 방지할 수 있다.
따라서, 본 발명의 웨이퍼 베이크 장치에 의하면, 공정 에러 발생 및 웨이퍼 파손 가능성이 줄어 들기 때문에, 수율 향상을 도모할 수 있다.
이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하다는 것을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 공정챔버;
    상기 공정챔버 내에 설치되며, 상하로 관통된 수개의 관통공이 적소에 형성된 웨이퍼 가열 플레이트;
    웨이퍼를 상기 가열 플레이트에 근접된 베이킹위치와 상기 가열 플레이트로부터 이격된 언로딩위치로 승강시키는 웨이퍼 승강유닛; 및
    상기 웨이퍼 승강유닛에 의한 웨이퍼 업/다운시 웨이퍼 주변의 공기 저항을 줄이기 위한 공기 유동을 유발시키는 공기유동조절유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 베이크 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 공기유동조절유닛은,
    상기 가열 플레이트의 적소에 상하로 관통형성되며, 소정 체적을 가지는 적어도 하나의 실린더; 및
    상기 실린더를 따라 상하 이동하면서 상기 가열 플레이트와 웨이퍼 사이의 공기 유동을 조절하는 피스톤;을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 베이크 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 피스톤은 상기 웨이퍼 승강유닛의 동작에 연동하여 상하 이동하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 베이크 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 피스톤은 상기 웨이퍼 승강유닛과 일체로 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 베이크 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 피스톤의 최대 상승위치와 하강 위치는 상기 실린더 내에 존재하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 베이크 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 공정챔버는 개폐 가능한 커버를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 베이크 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 베이킹위치는 상기 가열 플레이트로부터 70∼100㎛ 정도 이격된 위치이며, 상기 가열 플레이트는 상기 간격을 유지시키기 위한 다수의 프록시머티를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 베이크 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 승강유닛은 상기 가열 플레이트의 관통공에 상하 이동 가능하게 배치되는 다수의 승강핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 베이크 장치.
KR1020040065875A 2004-08-20 2004-08-20 웨이퍼 베이크 장치 KR100574058B1 (ko)

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